Oamenii de știință creează primii roboți vii care se reproduc singuri

Oamenii de știință de la Universitatea din Vermont, de la Universitatea Tufts și de la Institutul Wyss pentru Inginerie Inspirată Biologic de la Universitatea Harvard au creat primii roboți vii cu auto-replicare. Creația a urmat descoperirii unei noi forme de reproducere biologică.

Rezultatele cercetării au fost publicate în Proceedings al Academiei Nationale de Stiinte.

Xenoboți vii

Echipa este aceeași care a construit primii „Xenoboți” vii și au descoperit că organismele proiectate de computer și asamblate manual sunt capabile să înoate în vasul lor mic pentru a găsi celule unice. Apoi, ei adună sute dintre ei pentru a asambla Xenoboți „bebe” care devin Xenoboți obișnuiți după doar câteva zile. 

Noii Xenoboți pot apoi să iasă și să construiască copii ale lor, repetând acest proces iar și iar.

Joshua Bongard, Ph.D., este un informatician și expert în robotică la Universitatea din Vermont. El a co-condus cercetarea.

„Cu un design potrivit – se vor autoreplica spontan”, a spus Bongard. 

Echipa s-a inspirat din Xenopus laevis broască, în care celulele embrionare s-ar dezvolta în piele.

Michael Levin, Ph.D., este profesor de biologie și director al Allen Discovery Center de la Universitatea Tufts și co-lider al noii cercetări. El este, de asemenea, membru asociat al facultății la Institutul Wyss. 

„Ar sta în exteriorul unui mormoloc, ținând departe agenții patogeni și redistribuind mucusul”, a spus Levin. „Dar le punem într-un context nou. Le oferim șansa de a-și reimagina multicelularitatea.”

Douglas Blackiston, Ph.D., este co-autor al cercetării și om de știință principal la Universitatea Tufts și la Institutul Wyss. El a fost responsabil pentru adunarea „părinților” Xenobot și dezvoltarea părții biologice a studiului.

„Oamenii au crezut destul de mult timp că am descoperit toate modalitățile prin care viața se poate reproduce sau reproduce. Dar acesta este ceva ce nu a mai fost observat până acum”, a spus Blackiston.

„Este profund”, a continuat Levin. „Aceste celule au genomul unei broaște, dar, eliberate de a deveni mormoloci, își folosesc inteligența colectivă, o plasticitate, pentru a face ceva uluitor.” 

Replicare spontană

Experimentele anterioare au demonstrat cum Xenoboții ar putea fi proiectați pentru a realiza sarcini simple, dar cele noi arată cum obiectele biologice se pot replica spontan.

„Avem genomul complet, nealterat al broaștei, dar nu ne dă nici un indiciu că aceste celule pot lucra împreună la această nouă sarcină”, a spus Levin.

Sam Kriegman, Ph.D., este autorul principal al studiului.

„Acestea sunt celule de broaște care se reproduc într-un mod foarte diferit de modul în care o fac broaștele. Niciun animal sau plantă cunoscută de știință nu se reproduce în acest fel”, a spus Kriegman.

Oee dintre cele mai mari descoperiri în această cercetare a fost demonstrarea replicării cinematice, care nu a fost niciodată observată la scara celulelor sau a organismelor întregi. 

Deoarece acesta este un teritoriu complet nou în domeniul roboticii, echipa răspunde la riscul asociat cu o astfel de tehnologie.

„Lucrăm pentru a înțelege această proprietate: replicarea. Lumea și tehnologiile se schimbă rapid. Este important, pentru societate în ansamblu, să studiem și să înțelegem cum funcționează acest lucru”, a spus Bongard. ” (roboții) nu sunt cei care mă țin treaz noaptea. Ceea ce prezintă risc este următoarea pandemie; accelerarea daunelor ecosistemului din cauza poluării; intensificarea amenințărilor din cauza schimbărilor climatice. Acesta este un sistem ideal în care să studiezi sistemele cu auto-replicare. Avem un imperativ moral de a înțelege condițiile în care îl putem controla, direcționa, stinge, exagerăm.”

Roboții vii sunt ținuți în întregime într-un laborator, pot fi stinși cu ușurință și sunt verificați de experți în etică federali, de stat și instituționali. 

Echipa vede multe aplicații potențiale pentru o astfel de tehnologie, inclusiv medicina regenerativă.

„Dacă am ști cum să spunem colecțiilor de celule să facă ceea ce am vrut să facă, în cele din urmă, aceasta este medicina regenerativă – aceasta este soluția pentru leziuni traumatice, malformații congenitale, cancer și îmbătrânire”, a spus Levin. „Toate aceste probleme diferite sunt aici pentru că nu știm cum să prezicem și să controlăm ce grupuri de celule se vor construi. Xenoboții sunt o nouă platformă pentru a ne învăța.”